基于新一代测序技术的晚期软组织与骨肉瘤基因组分析揭示靶向治疗新机遇

本研究通过回顾性多中心分析，利用四种不同NGS检测平台对81例晚期软组织与骨肉瘤患者进行基因组分析，发现90.1%患者存在基因组改变，其中22.2%携带FDA批准靶向治疗相关突变。研究证实NGS不仅可指导治疗决策（如TP53/RB1/CDKN2A等关键基因变异），还能辅助诊断分型（如EWSR1融合基因检测），对改善肉瘤精准诊疗具有重要临床价值。

　　

背景

肉瘤作为起源于间叶细胞的罕见恶性肿瘤，约占成人恶性肿瘤的1%，可分为软组织肉瘤（STS）和骨肉瘤两大类。尽管治疗手段不断进步，转移性肉瘤患者的5年生存率仍然较低。新一代测序（NGS）技术在肉瘤诊疗中的应用证据仍显不足。

研究设计与方法

本研究采用多中心回顾性研究设计，纳入2017-2023年间确诊的81例软组织肉瘤（61例）和骨肉瘤（20例）患者。排除胃肠道间质瘤（GIST）和卡波西肉瘤等具有独特分子特征的肿瘤类型。所有患者均接受活检或手术切除，并由肉瘤专科病理学家团队进行标准化病理学检查。

分子谱分析采用四种商业NGS检测平台（FoundationOne、Tempus、OncoDEEP和MI profile），在CLIA认证实验室完成检测。记录插入/缺失、拷贝数变异和结构重排等基因组改变，同时收集肿瘤突变负荷（TMB）和微卫星不稳定性（MSI）状态数据。根据OncoKB证据级别系统对可操作突变进行分类解读。

研究结果

患者特征

研究人群的中位年龄为45.2岁（范围：18-80岁），女性略占优势（51.8%）。所有患者在行NGS检测前均存在转移性疾病。未分化多形性肉瘤（UPS）是最常见的STS亚型（22.7%），其次是平滑肌肉瘤（16%）和滑膜肉瘤（11.1%）。在骨肉瘤中，尤文肉瘤（13.6%）和骨肉瘤（7.4%）最为常见。

基因组变异与不稳定性

共检测到223个基因组改变，平均每位患者2.74个变异。90.1%的肿瘤存在至少一种基因组改变类型。最常见的突变基因包括TP53（38%）、RB1（22%）和CDKN2A（14%），其次是EWSR1（13%）、CDKN2B（9%）、MDM2（8%）、PTEN（8%）、FRS2（7%）和MTAP（7%）。

拷贝数扩增是最常见的突变类型（26.9%），其次是拷贝数缺失（24.7%）。在功能通路分析中，基因组稳定性调控通路检测到TP53（38%）和MDM2（8%）改变；细胞周期调控通路发现RB1（22%）、CDKN2A（14%）、CDKN2B（9%）、CDK4（5%）和CDKN2A/B（1%）突变；DNA修复通路存在RAD（1%）变异；PI3K通路检测到PTEN（8%）、PI3CA（4%）、mTOR（1%）和RICTOR（2%）改变；受体酪氨酸激酶通路发现ALK（2%）和FGFR（4%）变异。

所有EWSR1基因改变均为染色体重排。在11例EWSR1相关易位中，7例见于尤文肉瘤患者，2例见于UPS，1例见于横纹肌肉瘤，1例见于透明细胞肉瘤。值得注意的是，42%的组织病理学诊断为尤文肉瘤的患者未观察到EWSR1相关突变。所有7例MDM2突变均为拷贝数扩增，其中66%发生在脂肪肉瘤患者中。所有6例FRS2扩增患者均同时存在MDM2扩增。

79例患者完成微卫星不稳定性分析，全部为微卫星稳定（MSS）状态。TMB范围为0-12.1 mut/Mb，平均TMB为2.56±2.31 mut/Mb。一例UPS患者的TMB高达12.1 mut/Mb，提示可能适合免疫治疗。

可操作性分析

18例患者（22.2%）携带可操作突变，可获得FDA批准的靶向治疗推荐。最终仅10例患者能够接受NGS指导的靶向治疗。在不同组织学类型、性别或年龄组间，总体突变频率或获得靶向治疗的机会均无统计学显著差异。

NGS检测导致四例患者的诊断发生重要改变：一例组织学诊断为UPS的患者检测到CIC-DUX4融合，重新分类为CIC重排肉瘤；一例UPS患者发现EWSR1-ERG融合，修正诊断为尤文肉瘤；一例UPS患者检测到EWSR1-ATF1融合，最终诊断为透明细胞肉瘤；一例横纹肌肉瘤患者发现PAX3-FOXO1融合突变，精确诊断为肺泡状横纹肌肉瘤。

两例患者检出显著胚系突变：一例上皮样纤维肉瘤患者携带胚系BLM突变（p.W567无义突变），诊断为Bloom综合征；一例UPS患者同时存在TP53（p.R337C错义突变）和ATM（p.R1466错义突变）胚系突变，诊断为Li-Fraumeni综合征（LFS）。这两例患者均接受了遗传咨询和家族风险评估。

讨论

本研究是土耳其范围内对不可切除肉瘤患者进行综合基因组谱分析的最大规模研究，为全球肉瘤基因组学认知提供了重要数据。研究结果与既往报道一致，证实绝大多数肉瘤存在可检测的基因组改变，其中TP53、RB1和CDKN2A是最常突变的基因，凸显了细胞周期失调在肉瘤发生中的重要作用。

90.1%的检出率与国际研究结果一致，但仅22.2%的变异被认定为具有FDA批准疗法的可操作突变，这反映了基因组发现向有效治疗转化面临的持续挑战。尽管如此，NGS谱分析仍对三例患者的诊断和潜在预后轨迹产生重要影响，并对两例确诊为遗传综合征的患者具有改变生命的意义。

8例患者（9.9%）未检测到基因组改变，与Gusho等人报道的10.3%和无突变比例相似。TP53（38%）、RB1（22%）和CDKN2A（14%）的主要突变与既往报告一致。PTEN和MDM2突变被确定为预后标志物，其中PTEN改变与STS生存期缩短相关。MDM2和FRS2共现现象（85.7%）常见于高分化/去分化脂肪肉瘤，是该类肿瘤的关键诊断标志物。

研究中发现的HMGA2-DHX9融合是首次在脂肪肉瘤患者中报道，虽然其临床意义尚不明确，但HMGA2突变此前已在某些肉瘤（特别是纤维肉瘤）中被描述并与治疗耐药相关。

仅18例患者（22.2%）携带具有FDA批准靶向治疗的可操作突变，这一比例低于先前研究。最近一项大规模分析显示，在7,494例肉瘤病例中，31.7%存在临床可靶向突变，其中81%为STS患者。本研究队列中STS比例较低（75.3%）可能是导致这一差异的因素之一，因为STS已知携带更多可靶向突变并拥有更广泛的治疗选择。

微卫星不稳定性分析证实所有79例有数据的患者均为MSS状态，与文献报道的肉瘤MSI发生率不足1%一致。研究队列的平均TMB为2.56±2.31 muts/megabase，与大规模研究中报道的肉瘤低TMB水平相符，进一步凸显了免疫疗法在该人群中的有限益处。

本研究强调了RNA-based NGS在检测融合驱动肉瘤方面的重要性，有助于提高诊断准确性并指导治疗。例如，一例患者基于CIC-DUX4融合检测被诊断为CIC重排肉瘤，这是一种与预后不良和化疗耐药相关的罕见实体；另一例最初诊断为UPS的患者发现EWSR1-ERG融合，最终重新分类为尤文肉瘤。基因组数据的整合导致四例患者的初始组织病理学诊断发生重新分类，这些发现强调了NGS的诊断能力，特别是在具有模糊或重叠组织学特征的病例中。

此外，队列中显著胚系突变的检测表明，NGS可在个体和家族风险管理中发挥有价值的作用，为疑似遗传性肉瘤综合征的病例提供遗传咨询和决策制定的基本信息。胚系突变和相关遗传综合征在儿童和青少年中已知更为常见，本研究中发现的两例胚系突变患者年龄分别为31和39岁，相对年轻。约10%的骨肉瘤与遗传性癌症综合征相关，遗传性视网膜母细胞瘤、LFS、家族性腺瘤性息肉病、神经纤维瘤病、结节性硬化症和Werner综合征均显示增加STS的家族风险。

尽管具有潜力，NGS应用仍需针对特定肉瘤亚型和临床场景进行定制。考虑到肉瘤的罕见性和不良预后，将基因组分析整合到多学科肿瘤委员会可能优化临床决策。虽然靶向和免疫治疗选择仍然有限，但对于携带可操作突变、难治性疾病或遗传风险因素的患者，NGS仍是一个有价值的工具。

精准肿瘤学中另一个新兴关注领域是分子谱分析与影像学特征的整合，即放射基因组学。这种方法试图将影像特征（如来自MRI或CT）与潜在基因组改变相关联，可能实现非侵入性肿瘤表征。在Crombe等人的研究中，强调了肉瘤中放射组学和基因组数据的整合，影像扫描显示进化最快的肿瘤不仅增强增殖活性，还表现出免疫反应抑制。在肉瘤中，放射基因组学分析可能有助于理解突变状态、指导个性化治疗和监测疾病进展。

研究局限性

本研究存在若干局限性：回顾性设计、相对较小的队列规模以及难以捕获长期治疗结果——特别是国际和第二意见患者。由于研究涵盖2017-2023年诊断的病例，NGS技术的不断发展和靶向治疗监管批准时间可能影响治疗决策，特别是在早期病例中治疗选择较少。

另一个限制是基因组分析在初始诊断活检或切除标本上进行，可能无法反映治疗压力下产生的耐药突变。此外，接受NGS指导治疗患者的临床结果数据并不一致可用，因为许多患者为外部转诊且随访在本机构外进行。这限制了我们评估匹配疗法真实世界影响的能力。

此外，测序在没有匹配正常组织的情况下进行，限制明确区分体细胞与胚系变异的能力。虽然肿瘤-only测序在临床肿瘤学中被广泛接受，但匹配正常对照可增强变异分类的精确性，特别是在疑似遗传性癌症综合征患者中。

最后，本研究的方法学限制是使用多个具有不同基因panel大小、测序深度和生物信息学流程的NGS平台。这些差异可能影响某些改变的检出率，并限制TMB和MSI等指标的可比性。综合来看，这些因素凸显了在肉瘤中实施基因组指导治疗的更广泛挑战，其中肿瘤进化和克隆选择可能随时间导致分子异质性。未来结合连续活检或液体活检等动态工具的研究可能更好地捕捉耐药机制并为实时治疗决策提供信息。

结论

本研究强调需要将分子分析获得的遗传信息与临床见解相结合，以优化肉瘤治疗中个性化医学的效益。虽然可操作突变仍然有限，但NGS为肿瘤生物学提供了关键见解，完善诊断并辅助治疗决策。这项研究为更精准的肉瘤管理方法奠定了基础，将遗传数据与临床实践相结合以改善患者护理。